深度剖析精确的电池容量测试仪电路

本文中解释的精确电池容量测试仪电路可用于实时测试任何可充电电池的最大备用容量。

基本概念

该电路的工作原理是通过恒流对充满电的被测电池放电，直到其电压达到深度放电值。

此时，电路自动切断电池与电源的连接，而连接的石英时钟提供电池提供备用电池的经过时间。时钟上的经过时间告知用户电池相对于设定放电电流的精确容量。

现在让我们借助以下几点来了解所提出的电池容量etster电路的详细工作原理：

赛道的主要阶段

参考上述电池备份时间测试仪的原理图，设计可分为3个阶段：

使用IC1b的恒流放电级

使用IC1a的深度放电切断级

外部 1.5 V 石英时钟电源截止

单个双通道运算放大器IC LM358用于实现恒流放电和深度放电切断过程。

比较器运算放大器IC1b的工作方式类似于电池的精密恒流放电控制器。

恒流电池放电的工作原理

电阻R8至R17形式的虚拟放电负载连接在MOSFET源极端子和接地线之间。

根据首选的放电电流，在这些并联电阻组上产生等效压降。

注意到该压降，并通过预设P1在IC1b运算放大器的同相输入端调整完全相同的电位。

现在，只要电阻两端的压降低于该设定值，运算放大器输出就会继续保持高电平，MOSFET保持导通状态，以首选的恒流速率对电池放电。

但是，如果假设电流由于某种原因而趋于增加，则电阻组两端的压降也会增加，导致IC1b的反相引脚2处的电位超过同相引脚3。这会立即将运算放大器的输出翻转至 0V，从而关闭 MOSFET。

当MOSFET关断时，电阻两端的电压也会瞬时下降，运算放大器再次接通MOSFET，并且该开/关周期以快速速率继续，确保恒流放电完美地保持在预定水平。

如何计算恒流电阻

连接在 MOSFET T1 源端的并联电阻组决定了电池的恒流放电负载。

这模仿了电池在正常工作期间可能承受的实际负载和放电率。

如果使用铅酸电池，那么我们知道其理想放电率应该是其 Ah 值的 10%。假设我们有一个 50 Ah 的电池，那么放电率应该是 5 安培。电池也可以以更高的速率放电，但这可能会严重影响电池寿命，因此 5 安培成为理想的偏好。

现在，对于 5 安培电流，我们必须设置电阻值，使其在响应 5 安培电流时自身可能产生约 0.5 V。

这可以通过欧姆定律快速评估：

R = V/I = 0.5 / 5 = 0.1 欧姆

由于有 10 个并联电阻，每个电阻的值变为 0.1 x 10 = 1 欧姆。

瓦数可以计算为 0.5 x 5 = 2。5 瓦

由于 10 个电阻并联，因此每个电阻器的瓦数可以是 = 2.5 / 10 = 0.25 瓦或简单的 1/4 瓦。但是，为了确保精确工作，每个电阻器的功率可以增加到 1/2 瓦。

如何设置深度放电截止

决定电池备份最低电压阈值的深度放电切断由运算放大器IC1a处理。

可以按以下方式设置它：

假设 12 V 铅酸电池的最低放电水平为 10 V。预设 P2 的设置使得 K1 连接器两端的电压产生精确的 10 V。

这意味着运算放大器的反相引脚2现在设置为精确的10 V基准电压。

现在，在开始时，电池电压将高于这个10 V电平，导致引脚3同相输入引脚高于引脚2。因此，IC1a的输出将很高，从而允许继电器接通。

这反过来又允许电池电压到达MOSFET进行放电过程。

最后，当电池放电至10 V以下时，IC1a的引脚3电位高于引脚2，导致其输出变为零，继电器关闭。电池被切断并停止进一步放电。

如何测量已用备份时间

为了根据电池达到完全放电水平所需的时间来直观地测量电池容量，必须有一个时间指示器，该指示器将显示从开始到电池达到深度放电水平的经过时间。

这可以通过连接任何普通石英挂钟并移除其 1.5 V 电池来简单地实现。

首先，从时钟中取出 1.5 V 电池，然后将电池端子连接到 K4 连接器点，极性正确。

接下来，时钟被判为12 0时钟。

现在，当电路启动时，第二对继电器触点将1.5 V DC从R7/D2的连接点连接到时钟。

这为石英钟供电，以便它可以显示电池放电过程经过的时间。

最后，当电池深度放电时，继电器切换并断开时钟电源。时钟上的时间冻结并记录精确的电池容量，或电池的实际备份时间。

测试程序

一旦电池容量测试仪的组装完成，您需要将以下附件连接到从K1到K4的各种连接器上。

K1应与电压表连接，通过P2调节设置深度放电电压等级。

K2可以与电流表连接以检查电池的恒流放电，尽管这是可选的。如果在 K2 处不使用电流表，请确保在 K2 点之间添加导线链接。

被测电池应以正确的极性连接在 K3 上。

最后，石英钟的电池端子应通过K4连接，如上一节所述。

一旦上述项目得到适当集成，并按照前面的说明进行预设P1 / P2设置，就可以按下开关S1来初始化电池容量测试过程。

如果连接了电流表，它将立即开始显示由MOSFET源电阻设置的精确恒流放电，并且石英时钟将开始记录电池的运行时间。

声音电池测试仪

这个简单的有声电池测试电路检查1.5 V至12 V范围内所有类型的电池的状况。该电路中有一个标准振荡器，其输出频率与电源电压相当独立，但随着电源阻抗的变化而有很大差异。因此，通过显示单个电子元件，新电池或电池将提供大约 500 Hz 的音符。

放置耗尽的电池时，提供约1 kHz的注释。该器件的电池电压在 1.5 V 至 14 V 之间进行了检查，使用 BC547 作为 Q1，使用 BC557 作为 Q2。